DE3632508A1 - Schwingkreiswechselrichter - Google Patents

Schwingkreiswechselrichter

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingkreiswechselrichter einer solchen Art, bei der die Aufladung und Entladung eines Schwingkreiskondensators von mehreren Halbleiter­ schaltern gesteuert werden.
Schwingkreiswechselrichter mit einem Parallelschwingkreis sind bekannt. Der Parallelschwingkreis setzt sich dabei aus einem Schwingkreiskondensator und einem Schwingkreis­ induktor zusammen. Der Wechselrichter enthält ferner Halb­ leiterschalter, etwa Thyristoren, die das Aufladen und Entladen des Schwingkreiskondensators steuern. Da diese Art von Schwingkreiswechselrichter leicht mit großen Last­ schwankungen fertig wird, ist sie in großem Umfang für verschiedene Arten von Stromquellen, beispielsweise in Induktionsheizöfen etc. eingesetzt worden.
Für einen stabilen Betrieb eines Schwingkreisumrichters ist es notwendig, daß der durch den Schalter fließende Strom um einen bestimmten Phasenwinkel der Kondensator­ spannung (Klemmenspannung des Schwingkreiskondensators) voreilt. Der Phasenwinkel dieser Voreilung des Schalter­ stroms in bezug auf die Kondensatorspannung (nachfolgend Voreilungsphasenwinkel genannt) nimmt im stationären Zu­ stand einen festen Wert an, der von den für die Schalter­ antriebsdauer maßgeblichen Schaltungsparametern des Schwingkreises (Werte der einzelnen Schaltungselemente), der Lastimpedanz etc abhängt. Die Spannungen und Ströme der Elemente des Wechselrichters sind jedoch beim Hoch­ laufen des Wechselrichters anders als im stationären Zu­ stand. Selbst wenn deshalb der Abstand der Schalterbe­ tätigungen derselbe ist wie im stationären Zustand, unter­ scheidet sich der Voreilungsphasenwinkel erheblich von dem im stationären Zustand.
Die Fig. 1A bis 1E zeigen Signalverläufe, die diesen Be­ trieb des Wechselrichters verdeutlichen. Fig. 1A zeigt den Verlauf der Kondensatorspannung Vc. Die Fig. 1B und 1C zeigen Triggerimpulse Vg und Vg′, die an die Gates der beiden Thyristoren als Halbleiterschalter angelegt werden. Die Fig. 1D und 1E zeigen den Verlauf der Anoden­ spannungen V 3, V 4 an den beiden Thyristoren. Nach dem Einschalten unterliegt die Amplitude, wie aus der Dar­ stellung ersichtlich, erheblichen Schwankungen (etwa ± 50% der Amplitude im stationären Zustand), und die Dauer des Anliegens einer Sperrspannung variiert, wie durch τ 1 bis τ 3 gezeigt ist. Wenn Thyristoren als Schalter verwendet werden und wenigstens eine der Zeitspannen τ 1 bis τ 3 des Anliegens einer Sperrspannung kürzer als die Sperrverzögerungszeit des Thyristors ist, schaltet dieser Thyristor wieder ein und stoppt den Wechselrichterbetrieb. Die Sperrverzögerungszeit bei einem Thyristor ist die Zeit, die er benötigt, um in den Sperrzustand zu gelangen.
Um mit diesem Problem fertig zu werden, machen bekannte Wechselrichter von der Technik der Voreinstellung der Anlegedauer τ der Sperrspannung im stationären Zustand auf einen Wert mit einem großen Sicherheitsabstand Ge­ brauch. Durch diese Technik wird sichergestellt, daß der Thyristor selbst bei der kürzesten Zeitspanne τm der sich vom Anschalten des Wechselrichters bis zum Einlauf in den stabilen Zustand von Mal zu Mal ändernden Zeitspannen des Anliegens der Sperrspannung zuverlässig schaltet. Die so eingestellte Zeitspanne τ des Anliegens der Sperrspannung ist jedoch zwei- oder dreimal so lang wie die kürzeste Zeitspanne τm und zwingt den Wechselrichter zu einem Be­ trieb mit hoher Blindleistung.
Insbesondere während des Zeitabschnitts vom Einschalten des Wechselrichters bis zum Übergang in den stationären Zustand ist die Blindleistung besonders hoch und die an die Last übertragene Wirkleistung gering. Die Dauer vom Einschalten bis zum Erreichen des stationären Zustands wird dadurch verlängert. Diese Tatsache ist für Lasten problematisch, die einen raschen Anstieg der Versorgungs­ spannung erfordern.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwingkreiswechsel­ richter mit Parallelschwingkreis zu schaffen, bei dem die Phasendifferenz zwischen der Kondensatorspannung und dem Schalterstrom konstant gehalten werden kann und der sowohl beim Anlauf als auch im stationären Zustand mit niedriger induktiver Last arbeiten kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schwing­ kreiswechselrichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei diesem Schwingkreiswechselrichter wird die Kondensator­ spannung, das heißt die Spannung über dem Schwingkreiskon­ densator, erfaßt. Wenigstens zwei Halbleiterschalter wer­ den abwechselnd mit einem vorbestimmten Voreilungsphasen­ winkel in bezug auf einen Spitzenwert der Kondensator­ spannung ein- und ausgeschaltet. Dadurch kann erreicht werden, daß zwischen Kondensatorspannung und Strom des Halbleiterschalters eine feste Phasendifferenz besteht.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwingkreiswechselrichter kann die Phasendifferenz zwischen der Kondensatorspannung und dem Strom des Halbleiterschalters vom Einschalten bis zum stationären Zustand auf einem festen Wert gehalten werden. Bei Halbleiterschaltern, die eine Sperrverzögerungszeit aufweisen, wie Thyristoren, kann deshalb eine feste Kommutierungswinkelreserve gewährleistet werden, was einen stabilen Betrieb des Wechselrichters ergibt.
Die Tatsache, daß die Kommutierungswinkelreserve sich beim Anlaufen nicht ändert, reduziert die Betriebszeit des Wechselrichters bis zur minimalen, für jene Sperrverzö­ gerungszeit notwendigen Zeit. Dies versetzt den Wechsel­ richter in die Lage, sowohl beim Anlauf als auch im sta­ tionären Betrieb mit einer niedrigen Blindleistung zu arbeiten. Die niedrige Blindleistung insbesondere beim Anlaufen verringert die Zeitspanne vom Einschalten des Wechselrichters bis zum stationären Zustand. Der erfin­ dungsgemäße Wechselrichter eignet sich daher insbesondere zum Anschluß an eine Last, die einen raschen Anstieg der Versorgungsspannung erfordert.
Während der Dauer von der Phase entsprechend der Sperrver­ zögerungszeit bis π/2 rad können die Blindleistung und auch die Ausgangsleistung gesteuert werden. Das Zeitinter­ vall vom Anlaufen des Wechselrichters bis zu seinem sta­ tionären Zustand, während dessen herkömmliche Wechselrichter nicht gesteuert werden, kann auf die Hälfte oder weniger reduziert werden. Dies wird dadurch realisiert, daß der Wechselrichter zwangsweise mit einer gewissen Kommutierungs­ winkelreserve betrieben wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A bis 1E Signalverläufe an Schlüsselpunkten eines herkömmlichen Schwingkreiswechselrichters,
Fig. 2 die Schaltungsanordnung eines Schwingkreiswechsel­ richters gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerschaltung des Wechselrichters von Fig. 2 im einzelnen,
Fig. 4 die Schaltungsanordnung eines beim Wechselrichter von Fig. 2 verwendeten Starters,
Fig. 5A bis 5I Signalverläufe an Schlüsselstellen des Wechselrichters der Fig. 2 bis 4,
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Teiles eines Schwing­ kreiswechselrichters gemäß einem anderen Ausführungsbei­ spiel der Erfindung und
Fig. 7 die Schaltungsanordnung eines Schwingkreiswechsel­ richters eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Der Aufbau eines Schwingkreisumrichters in einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt.
Der Umrichter umfaßt eine Gleichstromquelle 1, eine Dros­ selspule 2, Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a und 4 b, einen Kondensa­ tor 5 als Schwingkreiskondensator, einen Transformator 6 mit einer Primärwicklung 7 und Sekundärwicklungen 8 a und 8 b, Gleichrichter 9 a und 9 b, eine Last 10, eine Treiber­ schaltung 11, eine Steuerschaltung 12 und eine Starter­ schaltung 13.
Eine aus den vier Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a und 4 b aufgebaute Brückenschaltung ist über die Drosselspule 2 an die Gleich­ stromquelle 1 angeschlossen. Eine Parallelschaltung mit dem Kondensator 5 als Schwingkreiskapazität und der Pri­ märwicklung 7 als Induktivität ist zwischen die Mittel­ punkte A und A′ dieser Brückenschaltung geschaltet. Die beiden Sekundärwicklungen 8 a und 8 b des Transformators 6 sind an die Gleichrichter 9 a bzw. 9 b angeschlossen. Die Gleichrichter 9 a und 9 b sind so mit der Last 10 verbunden, daß sich ihre Ausgangsgrößen addieren und somit die Summe ihrer Ausgangsleistungen an die Last 10 geliefert wird.
Der Steuerabschnitt, der das abwechselnde Einschalten (leitender Zustand) und Ausschalten (Sperrzustand) der Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a, 4 b bewirkt, umfaßt die Treiber­ schaltung 11 und die Steuerschaltung 12. Die Treiber­ schaltung 11 enthält eine Schaltung, die an die Gates der Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a, 4 b angelegte Triggerimpulse sowie beim Einschalten Steuersignale für die Starterschaltung 13 erzeugt. Die Steuerschaltung 12 erfaßt die Kondensator­ spannung (Klemmenspannung des Kondensators 5) und steuert den Betrieb der Treiberschaltung 11 derart, daß die Thyris­ toren 3 a, 3 b, 4 a, 4 b synchron mit der Änderung der Konden­ satorspannung ein- und ausgeschaltet werden. Die Starter­ schaltung 13 ist ebenfalls mit beiden Platten des Konden­ sators 5 verbunden.
Die Steuerschaltung 12 setzt sich, wie in Fig. 3 darge­ stellt, aus einer Vollweggleichrichterschaltung 21, einer Spitzenspannungshalteschaltung 22, einer Spannungsteiler­ schaltung 23 und einem Komparator 24 zusammen. Die Voll­ weggleichrichterschaltung 21 richtet die Kondensator­ spannung gleich. Die Spitzenspannungshalteschaltung 22 hält den Spitzenwert der Ausgangsspannung der Gleichrich­ terschaltung 21. Die Spannungsteilerschaltung 23 teilt die Ausgangsspannung der Spitzenspannungshalteschaltung 22. Der Komparator 24 empfängt die Ausgangsspannung der Spannungsteilerschaltung 23 als Bezugsspannung und ver­ gleicht sie mit der Ausgangsspannung der Gleichrichter­ schaltung 21. Ausgangsimpulse vom Komparator 24 werden als Synchronisierungsimpulse an die Treiberschaltung 11 ange­ legt.
Die Starterschaltung 13 setzt sich, wie in Fig. 4 gezeigt, aus einer eine Wechselstromquelle 31 und eine Gleichrich­ terschaltung 32 umfassenden Gleichstromquelle, einem Kon­ densator 34, der über einen Widerstand 33 von der Gleich­ stromquelle geladen wird, einem elektronischen Schalter 35 und einem Induktor 36 zusammen. Die beiden Anschlüsse der Starterschaltung 13, die über die Reihenschaltung aus Kon­ densator 34, elektronischem Schalter 35 und Induktor 36 verbunden sind, sind an jeweilige Platten des Kondensators 5 angeschlossen. Der elektronische Schalter 35 wird von dem von der Treiberschaltung 11 gelieferten Steuersignal ein- und ausgeschaltet.
Die Betriebsweise des Schwingkreiswechselrichters soll nun unter Bezug auf die Signalverläufe in den Fig. 5A bis 5I erläutert werden. Fig. 5A zeigt den Verlauf der Klemmen­ spannung des Kondensators 5 (Kondensatorspannung). Fig. 5B zeigt den Verlauf der Ausgangsspannung der Vollweggleich­ richterschaltung 21. Fig. 5C zeigt den Verlauf der Aus­ gangsspannung der Spitzenspannungshalteschaltung 22. Fig. 5D zeigt den Verlauf der Ausgangsspannung der Span­ nungsteilerschaltung 23. Fig. 5E zeigt den Verlauf der Ausgangsspannung des Komparators. Die Fig. 5F und 5G zei­ gen Triggerimpulse, die an die Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a bzw. 4 b angelegt werden. Die Fig. 5H und 5I zeigen den Verlauf der Anodenspannungen der Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a bzw. 4 b.
Wenn der Betrieb beginnt, versetzt die Treiberschaltung zur Gewährleistung eines zuverlässigen Anlaufs alle Thyris­ toren 3 a, 3 b, 4 a und 4 b in einen leitenden Zustand und hält sie leitend, bis ein für den stabilen Betrieb notwen­ diger Strom Id durch die Drosselspule 2 fließt. Wenn der Strom durch die Drosselspule 2 den Wert Id erreicht hat, wird ein Signal an die Starterschaltung 13 gegeben, die dann den Kondensator 5 auflädt. Der Kondensator 5 wird von der Starterschaltung 13 auf die für den Start erforderliche Spannung Es aufgeladen. Dies erfolgt in einer im Vergleich zur Betriebsfrequenz kurzen Zeit. In der Starterschaltung wurde der Kondensator 34 vor dem Start von der Gleichstrom­ quelle 31, 32 über den Widerstand 33 vorgeladen. Wenn der Schalter 35 mittels des Signals von der Treiberschaltung 11 eingeschaltet wird, wird die im Kondensator 34 gespei­ cherte elektrische Ladung über die Spule 36 an den Konden­ sator 5 geliefert. Wenn der Kondensator 5 mit der einge­ zeichneten Polarität aufgeladen wird, wird dabei eine Sperrspannung Es an die Thyristoren 3 a und 3 b angelegt, so daß diese gesperrt werden. Die Anodenspannung der Thyris­ toren 3 a und 3 b (V 3) steigt und fällt dann gemäß Darstel­ lung in Fig. 5H längs einer Resonanzkurve, die von der Kapazität des Kondensators 5, der Hauptinduktivität Lp und der Streuinduktivität Le des Transformators 6 und der Impe­ danz der Last 10 abhängt.
Wenn dann ein Triggerimpuls Vg an die Thyristoren 3 a und 3 b angelegt wird, werden diese Thyristoren eingeschaltet, und ihre Anodenspannung V 3 wird Null. Gleichzeitig werden die Thyristoren 4 a und 4 b durch Anlegen einer Sperrspan­ nung gesperrt, und die Anodenspannung V 4 ändert sich längs der Resonanzkurve. Dann wird ein Triggerimpuls Vg′ an die Thyristoren 4 a und 4 b angelegt, was diese einschaltet, während zugleich die Thyristoren 3 a und 3 b durch das An­ legen einer Sperrspannung gesperrt werden. Die erläuterten Betriebsabläufe wiederholen sich dann. Als Folge dieser Betriebsweise nimmt die Kondensatorspannung des Kondensa­ tors 5 den in Fig. 5A gezeigten Verlauf einer Schwingungs­ welle an. Die geschilderten Vorgänge werden wiederholt, bis der stationäre Zustand erreicht ist. Der elektronische Schalter 35 der Starterschaltung 13 wird von einem Steuer­ signal so gesteuert, daß er lediglich für die zum Aufladen des Kondensators 5 notwendige Zeit eingeschaltet bleibt und danach ausgeschaltet wird. Wenn ein Thyristor als Schalter 35 verwendet wird, braucht nur ein Triggersignal zu einem Einschalten angelegt zu werden, da er nach Auf­ ladung des Kondensators 5 von allein in den Sperrzustand übergeht, wenn der Ladestrom unter den Wert des Halte­ stroms fällt.
Herkömmliche Schwingkreiswechselrichter machen nicht von einer Steuerfunktion Gebrauch, wie sie durch die Steuer­ schaltung 12 von Fig. 1 implementiert wird. Vielmehr werden dort die Thyristor-Triggerimpulse Vg und Vg′ gemäß Darstellung in den Fig. 1B und 1C in einem festgelegten Zyklus erzeugt, der von der Selbsterregungsfrequenz einer in einer der Treiberschaltung 11 entsprechenden Schaltung enthaltenen Oszillatorschaltung bestimmt wird. Aus diesem Grund ändert sich die Dauer des Anliegens der Sperrspannung mit der Amplitudenänderung der Kondensatorspannung. Dies ist ein Problem der herkömmlichen Wechselrichter.
Beim Wechselrichter gemäß der Erfindung wird dieses Prob­ lem dadurch gelöst, daß die von der Treiberschaltung 11 erzeugten Triggerimpulse zwangsweise mittels der Steuer­ schaltung 12 mit der Änderung der Kondensatorspannung des Kondensators 5 synchronisiert werden.
Die Arbeitsweise der Steuerschaltung 12 soll nun im ein­ zelnen erläutert werden.
Die Kondensatorspannung Vc des Kondensators 5, die in Fig. 5A gezeigt ist, wird der Vollweggleichrichterschal­ tung 21 in der Steuerschaltung 12 eingegeben und zu der in Fig. 5B gezeigten Spannung gleichgerichtet. Die Aus­ gangsspannung Vc′ der Gleichrichterschaltung 21 wird der Spitzenspannungshalteschaltung 22 eingegeben, die den Spitzenwert der Spannung hält. Wenn die Ausgangsspannung Vc′ der Gleichrichterschaltung 21 einen Spitzenwert er­ reicht hat und dann unter einen spezifizierten Wert fällt, setzt sich die Spitzenspannungshalteschaltung 22 selbst zurück, wobei ihre Ausgangsspannung Vp Null wird. Die Ausgangsspannung der Spitzenspannungshalteschaltung 22 hat deshalb den in Fig. 5C gezeigten Verlauf. Die Span­ nungsteilerschaltung 23 teilt diese Ausgangsspannung der Spitzenspannungshalteschaltung 22 und liefert die in Fig. 5D gezeigte Ausgangsspannung Vp′. Der Komparator 24 vergleicht die Ausgangsspannung Vp′ der Spannungsteiler­ schaltung 23, die als Bezugsspannung verwendet wird, mit der Ausgangsspannung Vc′ der Gleichrichterschaltung 21 und erzeugt jeweils einen Ausgangsimpuls Vs, wenn Vc, kleiner ist als Vp′, wie aus den Fig. 5D und 5E hervor­ geht. Die Ausgangsimpulse Vs des Komparators 24 werden als Synchronisierimpulse an die Treiberschaltung 11 ge­ liefert, die eine Oszillatorschaltung enthält. Die Trig­ gerimpulse Vg und Vg′ werden dann gemäß Fig. 5F und 5G von der Treiberschaltung 11 erzeugt. Jeder dieser Trigger­ impulse Vg und Vg′ besitzt eine gewisse Phasendifferenz in bezug auf die Wellenform der Kondensatorspannung. Da­ her genügen die Werte der Zeitspannen τ 1, τ 3, τ 2 und τ 4 der Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a und 4 b des Anliegens der Sperr­ spannung den Erfordernissen dieser Thyristoren, selbst wenn die Amplitude der Kondensatorspannung zu Beginn des Wechselrichterbetriebs stark variiert.
Die Triggerimpulse Vg und Vg′ werden jeweils nach den Zeitpunkten der Spitzenwerte der positiven bzw. der nega­ tiven Halbwellen der Kondensatorspannung Vc erzeugt. Kein Triggerimpuls wird erzeugt, bevor der jeweilige Spitzen­ wert der Kondensatorspannung erreicht ist. Im Gegensatz dazu wird bei herkömmlichen Wechselrichtern gemäß Dar­ stellung in Fig. 1A der erste Triggerimpuls Vg vor dem Spitzenwert der Kondensatorspannung Vc erzeugt. Die Tat­ sache, daß bei der Erfindung die Triggerimpulse jeweils nach den Spitzenwerten der Kondensatorspannung Vc erzeugt werden, stellt sicher, daß der Resonanzstrom dem durch die Drosselspule 2 fließenden Strom Id immer entgegenge­ setzt gerichtet ist. Daher kann mittels des Stroms Id ent­ sprechend der Last 10 für den Schwingkreis aus Kondensator 5 und Transformator 6 eine wirkungsvolle Leistungsinjek­ tion erreicht werden.
Wie beschrieben, ist der Schwingkreiswechselrichter dieses Ausführungsbeispiels mit niedriger Blindleistung betreib­ bar, da die Dauer des Anliegens der Sperrspannung an den Thyristoren als Phasensegment fixiert ist. Dies gilt auch für das Zeitintervall vom Einschalten des Wechselrichters bis zum Erreichen des stationären Zustands. Der Wechsel­ richter erreicht seinen stationären Zustand schnell, das heißt die Anlaufzeit wird verkürzt.
Die Erfindung ist nicht auf das vorbeschriebene Ausführungs­ beispiel beschränkt. So kann die Steuerschaltung 12 bei­ spielsweise gemäß Fig. 6 aufgebaut sein.
Bei der Anordnung nach Fig. 6 wird die Ausgangsspannung eines Vollweggleichrichters 41, der die Kondensator­ spannung gleichrichtet, einem Spitzenwertdetektor 42 ein­ gegeben. Das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors 42 wird einem Steuersignalgenerator 43 zugeführt. Das von diesem ausgegebene Steuersignal Vs wird als Synchronisier­ impuls an die Treiberschaltung 11 angelegt. Der Steuer­ signalgenerator 43 ist hier beispielsweise als arithmeti­ sche Schaltung ausgestaltet. Er führt unter Verwendung des Spitzenwerts der Kondensatorspannung Vc und des Zeitpunkts, zu dem die Kondensatorspannung Vc den Spitzenwert erreicht, eine geeignete Operation aus. Als Ergebnis dieser Opera­ tion werden nach einem vorbestimmten Phasenvorlauf seit dem Spitzenwert Triggerimpulse für die Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a bzw. 4 b erzeugt. So kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Phasendifferenz zwischen der Kondensatorspannung und dem durch jene Thyristoren fließenden Strom immer auf einem festen Wert gehalten werden.
Bei dem Schwingkreiswechselrichter in Fig. 2 handelt es sich um einen Brückenwechselrichter, der von einer Voll­ brücke mit Thyristoren Gebrauch macht. Statt dessen könnte auch ein Gegentaktwechselrichter gemäß Darstellung in Fig. 7 verwendet werden. In Fig. 7 werden gleiche Bezugs­ zahlen zur Bezeichnung gleicher oder entsprechender Teile wie in Fig. 1 verwendet. In diesem Fall besitzt die Pri­ märwicklung 7 des Transformators 6 eine Mittelanzapfung, die mit der Drosselspule 2 verbunden ist. Die Thyristoren 3 und 4 werden abwechselnd leitend geschaltet. Bei jedem Leiten legt die Gleichstromquelle eine umgekehrte Span­ nung an den Schwingkreiskondensator 5.
Es ist evident, daß andere Elemente als Thyristoren als Halbleiterschaltung zum Aufbau des Wechselrichters ver­ wendet werden können. Es wird angemerkt, daß der Wechsel­ richter gemäß der Erfindung besonders geeignet ist, wenn die Halbleiterschalter Sperrverzögerungszeiten besitzen.

Claims (10)

1. Schwingkreiswechselrichter, umfassend
eine Gleichstromquelle (1),
einen Kondensator (5),
einen mit dem Kondensator (5) zur Bildung eines Parallelschwingkreises parallel geschalteten Induktor (7), wenigstens zwei Halbleiterschalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4), die zwischen dem Kondensator (5) und der Gleichstrom­ quelle (1) vorgesehen sind, um das Aufladen/Entladen des Kondensators (5) zu steuern, und
Steuermittel (11, 12), die die Halbleiterschalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) abwechselnd leitend machen, und zwar mit einer gewissen Voreilungsphasendifferenz in bezug auf den Spitzenpunkt eines Spitzenwertes der Kondensatorspannung über dem Kondensator (5).
2. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel auf­ weisen:
eine Bezugsspannungsgeneratoreinrichtung (22, 23), die den Spitzenwert der Kondensatorspannung erfaßt und eine Be­ zugsspannung erzeugt, die geringer als der Spitzenwert, aber diesem proportional ist, eine Komparatoreinrichtung (24), die die Kondensatorspannung mit der Bezugsspannung vergleicht und Impulse mit einer vorbestimmten Voreilungs­ phasendifferenz in bezug auf die Kondensatorspannung er­ zeugt, und eine Schaltertreibereinrichtung (11), die als Antwort auf die Ausgangsimpulse der Komparatoreinrichtung (24) Triggerimpulse erzeugt, um die Schalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) leitend zu machen.
3. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungs­ generatoreinrichtung eine Spitzenspannungshalteschaltung (22) zum Halten der Spitzenspannung und eine Dämpfungs­ einrichtung (23) zum Dämpfen der von der Spitzenspannungs­ halteschaltung (22) gehaltenen Spitzenspannung aufweist.
4. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrich­ tung (23) ein Spannungsteiler ist.
5. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel um­ fassen:
eine Spitzenwertdetektoreinrichtung (42), die den Spitzen­ wert der Kondensatorspannung erfaßt, eine Impulserzeuger­ einrichtung (43), die Impulse mit einem vorbestimmten Vor­ eilungsphasenwinkel in bezug auf den Spitzenpunkt der Kon­ densatorspannung auf der Basis des Detektorergebnisses von der Spitzenwertdetektoreinrichtung (42) erzeugt, und eine Schaltertreibereinrichtung (11), die als Antwort auf das Ausgangssignal der Impulsgeneratoreinrichtung (43) Triggerimpulse erzeugt, um die Schalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) leitend zu machen.
6. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) Thyris­ toren sind.
7. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Halbleiterschalter (3, 4) einen Gegentaktwechsel­ richter bilden, bei dem die Schalter wahlweise leitend sind, um inverse Spannungen von der Gleichstromquelle (1) an den Kondensator (5) anzulegen.
8. Schwingkreiswechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Halbleiterschaltern (3 a, 3 b, 4 a, 4 b) um vier zu einer Brücke zur Bildung eines Brückenwechselrichters zusammengeschaltete Halbleiterschalter handelt.
9. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (7) die Induktivität eines Ausgangstrans­ formators (6) zur Speisung einer Last (10) umfaßt.
10. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Gleichstromquelle (1) eine Drosselspule (2) in Reihe geschaltet ist.
DE19863632508 1985-09-25 1986-09-24 Schwingkreiswechselrichter Granted DE3632508A1 (de)

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